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意大利蜜蜂工蜂中肠发育过程中的差异表达环状RNA及其调控网络

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意大利蜜蜂工蜂中肠发育过程中的差异表达环状RNA及其调控网络

第十二届海峡两岸蜜蜂与蜂产品高峰论坛暨首届中国西安（蓝...

作者：郭睿陈华枝陈大福福建农林大学蜂学学院

环状RNA (circular RNA,circRNA)在可变剪接、转录调控和来源基因的表达调控等方面具有重要功能。本研究旨在探究意大利蜜蜂Apismellifera ligustica(简称意蜂)工蜂中肠发育过程中差异表达circRNAs(differentially expressed circRNAs,DEcircRNAs)的表达谱、调控网络及其作用。利用circRNA-seq技术对意蜂7和10日龄工蜂中肠样品进行深度测序。利用findirc软件从质控后的数据中预测circRNAs。利用DESeq软件对circRNAs进行差异分析。通过BLAST比对GO和KEGG数据库,对DEcircRNAs的来源基因进行功能和代谢通路注释。利用TargetFinder软件预测DEcircRNAs-miRNAs及DEcicRNAs-miRNAsmRNAs调控网络,通过Cytoscape v.3.2.1软件对调控网络进行可视化。意蜂中肠各样品的有效读段去除rRNA后得到的短序列读段数平均为19616356条。共预测出256个DEcicRNAs,包括105个上调circRNAs和151个下调circRNAs。DEcircRNAs的来源基因可注释到包括结合、单组织进程及细胞进程在内的32个GO条目,以及包括Hippo信号通路、Wnt信号通路及吞噬体在内的35条代谢通路。DEcicRNAs-miRNAs分析结果表明部分DEcircRNAs可作为竞争性内源RNA吸附结合microRNAs,从而调控基因的表达水平。进一步构建DEcicRNAs-ame-miR-6001-3p-mRNAs调控网络,分析结果表明靶向结合ame-miR-6001-3p的14个DEcicRNAs可能参与意蜂中肠干细胞的分裂及分化。本研究率先对意蜂工蜂中肠发育过程中的DEcircRNAs进行深入分析,研究结果提供了circRNAs在意蜂工蜂中肠发育过程中的表达谱和差异表达信息,揭示了DEcircRNAs在中肠发育过程中的作用,也为中肠发育相关的关键circRNA的筛选和功能研究打下了基础。

关键词：意大利蜜蜂中肠环状RNA 调控网络发育

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商南发展设施蔬菜1600亩 001

商洛日报

作者：段小平陈华枝汪治

本报讯 (段小平陈华枝汪治)商南县采取借鉴外地经验、抓点示范、板块推进等措施，全面加快蔬菜产业发展，目前全县已发展设施蔬菜1600亩。该县高度重视蔬菜产业发展，把发展设施蔬菜作为解决城镇居民吃菜难、菜价高的重要抓手，采取...

本报讯 (段小平陈华枝汪治)商南县采取借鉴外地经验、抓点示范、板块推进等措施，全面加快蔬菜产业发展，目前全县已发展设施蔬菜1600亩。该县高度重视蔬菜产业发展，把发展设施蔬菜作为解决城镇居民吃菜难、菜价高的重要抓手，采取多种措施发展设施蔬菜，不断丰富居

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脱毒洋芋助商南高寒山区农民增收 002

蜜蜂球囊菌的microRNA鉴定及其调控网络分析

商洛日报

作者：刘兴才陈华枝

本报讯 (刘兴才陈华枝)商南县在高寒山区推广脱毒洋芋取得实效。经农技人员近日深入种植户大田测产调查，实地过秤，脱毒洋芋平均亩产2814.9斤，比当地品种净增1327.1斤，增产89.2%。按市场价0.4元/斤，亩增效530.84元。按今年推广面积...

本报讯 (刘兴才陈华枝)商南县在高寒山区推广脱毒洋芋取得实效。经农技人员近日深入种植户大田测产调查，实地过秤，脱毒洋芋平均亩产2814.9斤，比当地品种净增1327.1斤，增产89.2%。按市场价0.4元/斤，亩增效530.84元。按今年推广面积300亩计算，总增效15952元，户均增收530

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微生物学报 2018年第6期58卷 1077-1089页

作者：郭睿王海朋陈华枝熊翠玲郑燕珍付中民赵红霞陈大福福建农林大学蜂学学院福建福州350002 广东省生物资源应用研究所广东广州510260

【目的】本研究利用small RNA-seq技术对球囊菌的纯培养进行测序,对球囊菌的micro RNAs miRNAs)进行预测、鉴定和分析,进而构建miRNAs-mRNAs的调控网络。【方法】利用Illumina Hiseq Xten平台对球囊菌菌丝与孢子进行测序,通过相关生物... 详细信息

【目的】本研究利用small RNA-seq技术对球囊菌的纯培养进行测序,对球囊菌的micro RNAs miRNAs)进行预测、鉴定和分析,进而构建miRNAs-mRNAs的调控网络。【方法】利用Illumina Hiseq Xten平台对球囊菌菌丝与孢子进行测序,通过相关生物信息学软件对球囊菌的miRNAs进行预测和分析,通过茎环(Stem-loop)PCR对部分miRNAs进行鉴定,利用Cytoskype软件构建miRNAs-mRNAs的调控网络。【结果】本研究共获得48268696条clean reads,预测出118个球囊菌的miRNAs,它们的长度分布介于18–25 nt之间,不同长度的mi RNA的首位碱基偏好性差异明显。Stem-loop PCR验证结果显示共有10个miRNAs能够扩增出符合预期的目的片段,说明多数miRNAs可能真实存在。共预测出6529个球囊菌miRNAs的靶基因,其中5725个能够注释到Nr、Swissprot、KOG、GO和KEGG数据库。进一步分析结果显示有24个靶基因注释在MAPK信号通路。Cytoskype软件分析结果显示球囊菌的miRNAs与mRNAs之间存在复杂的调控网络,绝大多数的miRNAs处于调控网络的内部且同时结合多个mRNAs。【结论】本研究率先对球囊菌的miRNAs及miRNAs-mRNAs调控网络进行全面分析,研究结果丰富了对球囊菌miRNAs的认识,为其基础生物学信息提供了有益补充,也为阐明球囊菌致病的分子机理打下了一定基础。

关键词：蜜蜂球囊菌 microRNA 靶基因调控网络

基于纳米孔全长转录组数据完善东方蜜蜂微孢子虫的基因组注释

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中国农业科学 2021年第6期54卷 1288-1300页

作者：陈华枝范元婵蒋海宾王杰范小雪祝智威隆琦蔡宗兵郑燕珍付中民徐国钧陈大福郭睿福建农林大学动物科学学院(蜂学学院) 福建农林大学蜂疗研究所

【目的】利用已获得的纳米孔全长转录组数据对现有的东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)参考基因组的基因序列和功能注释进行完善。【方法】采用TransDecoder软件预测东方蜜蜂微孢子虫基因的开放阅读框(open reading frame,ORF)及相应的... 详细信息

【目的】利用已获得的纳米孔全长转录组数据对现有的东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)参考基因组的基因序列和功能注释进行完善。【方法】采用TransDecoder软件预测东方蜜蜂微孢子虫基因的开放阅读框(open reading frame,ORF)及相应的氨基酸。利用gffcompare软件将全长转录本与参考基因组注释的转录本进行比较,对基因组注释基因的非编码区向上游或下游延伸,修正基因的边界。利用MISA软件鉴定长度在500 bp以上的全长转录本的简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)位点,包括单核苷酸重复、双核苷酸重复、三核苷酸重复、四核苷酸重复、五核苷酸重复、六核苷酸重复、混合SSR等类型。通过Blast工具将鉴定到的新基因和新转录本比对Nr、KOG、eggNOG、GO和KEGG数据库,从而获得功能注释。【结果】共预测出2 353个完整ORF,其中长度分布在0—100个氨基酸的ORF最多,占总ORF数的72.12%。共对东方蜜蜂微孢子虫的2 340个基因进行了结构优化,其中5′端延长的基因有1 182个,3′端延长的基因有1 158个。共鉴定到1 658个SSR,其中单核苷酸重复、双核苷酸重复、三核苷酸重复、四核苷酸重复的数量分别为1 622、23、7和6个;单核苷酸重复类型的SSR密度最大,达到182.32个/Mb,其次为混合SSR、双核苷酸重复和三核苷酸重复,分别达到6.90、2.78和0.73个/Mb。共鉴定出954个新基因,其中分别有951、333、371、422和321个新基因可注释到Nr、KOG、eggNOG、GO和KEGG数据库。此外,还鉴定出6 164条新转录本,其中分别有6 141、2 808、2 932、3 196和2 585条新转录本可注释到Nr、KOG、eggNOG、GO和KEGG数据库。新基因和新转录本注释数量最多的物种均为东方蜜蜂微孢子虫,其次是蜜蜂微孢子虫(Nosema apis)。【结论】研究结果较好地完善了现有的东方蜜蜂微孢子虫参考基因组已注释基因的序列和功能注释,并补充和注释了大量参考基因组未注释的新基因和新转录本。

关键词：纳米孔测序全长转录本转录组基因组蜜蜂东方蜜蜂微孢子虫

意大利蜜蜂响应东方蜜蜂微孢子虫胁迫的免疫应答

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中国农业科学 2019年第17期52卷 3069-3082页

作者：付中民陈华枝刘思亚祝智威范小雪范元婵万洁琦张璐熊翠玲徐国钧陈大福郭睿福建农林大学蜂学学院

【目的】通过对意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)工蜂中肠响应东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)胁迫的差异表达基因(differentially expressed gene,DEG)及免疫通路进行深入细致的分析,揭示宿主的细胞和体液免疫应答,为... 详细信息

【目的】通过对意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)工蜂中肠响应东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)胁迫的差异表达基因(differentially expressed gene,DEG)及免疫通路进行深入细致的分析,揭示宿主的细胞和体液免疫应答,为关键免疫应答基因的筛选及功能研究打下基础。【方法】基于前期获得的正常及东方蜜蜂微孢子虫胁迫的意蜂7日龄和10日龄工蜂中肠(Am7CK、Am7T、Am10CK、Am10T)转录组数据,按照FDR≤1,P≤0.05和|log2 fold change|≥1的标准筛选出各组的DEG,利用相关生物信息学软件对DEG进行Pearson相关性分析、Venn分析、GO分类和KEGG代谢通路富集分析,进而对免疫通路富集基因进行统计和分析,利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-q PCR)验证转录组数据的可靠性。【结果】差异分析结果显示,Am7CK vs Am7T比较组包含472个上调基因和385个下调基因;Am10CK vs Am10T比较组包含611个上调基因和360个下调基因。Venn分析结果显示,两个比较组特有的DEG分别为739和853个,共有的DEG为118个。GO分类结果显示,Am7CK vs Am7T比较组中上调和下调基因分别涉及23和29个功能条目,其中富集上调基因数最多的前5位分别为结合、催化活性、代谢进程、细胞进程和单组织进程;富集下调基因数最多的前5位分别为代谢进程、单组织进程、催化活性、细胞进程和结合。Am10CK vs Am10T比较组中上调和下调基因分别涉及36和26个功能条目,其中富集上调基因数最多的前5位分别为单组织进程、结合、细胞进程、催化活性和代谢活性;富集下调基因数最多的前5位分别为结合、细胞进程、催化活性、代谢进程和单组织进程。KEGG代谢通路富集分析结果显示,Am7CK vs Am7T比较组中上调和下调基因分别富集在38和33条代谢通路,富集上调基因数最多的前5条分别为胆汁分泌、内质网蛋白加工、泛素介导的蛋白水解、PI3K-Akt信号通路和神经营养因子信号通路;富集下调基因数最多的前5条分别为胞质DNA传感通路、嘌呤代谢、嘧啶代谢、RNA聚合酶和核糖体;涉及泛素介导的蛋白水解等3条细胞免疫通路,以及PI3K-Akt信号通路等7条体液免疫通路。Am10CK vs Am10T比较组中上调和下调基因分别富集在54和43条代谢通路,富集上调基因数最多的前5条分别为Hippo信号通路、药物代谢-细胞色素P450、P450对外源物质的代谢、泛素介导的蛋白水解和鞘脂类代谢;富集下调基因数最多的前5条分别为m RNA监测、鞘脂类信号通路、果糖和甘露糖代谢、半乳糖代谢和鞘脂类代谢;涉及泛素介导的蛋白水解等7条细胞免疫通路,以及NF-κB信号通路等2条体液免疫通路。RT-q PCR验证结果显示6个随机挑选的DEG的表达量变化趋势与测序结果一致,证实了本研究中测序数据的可靠性。进一步分析发现意蜂7日龄和10日龄工蜂中肠的NF-κB信号通路均被东方蜜蜂微孢子虫激活,随即启动了3种抗菌肽apidaecin、defensin-1和hymenoptaecin的合成,体现了它们在宿主抵御东方蜜蜂微孢子虫入侵中的重要性。【结论】在转录组水平解析了意蜂工蜂中肠对东方蜜蜂微孢子虫的免疫应答,揭示宿主在胁迫前期同时作出细胞和体液免疫应答,前者可能在抵御病原入侵方面发挥主要作用;宿主的细胞免疫在胁迫后期持续增强,但体液免疫较大程度地减弱;泛素介导的蛋白水解通路及富集DEG,NF-κB信号通路及富集DEG,以及抗菌肽编码基因apidaecin、defensin-1和hymenoptaecin可能在意蜂工蜂对东方蜜蜂微孢子虫的免疫应答中起到关键作用。

关键词：意大利蜜蜂东方蜜蜂微孢子虫中肠免疫应答细胞免疫体液免疫

利用转录组数据开发意大利蜜蜂的SSR分子标记

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安徽农业大学学报 2018年第3期45卷 404-408页

作者：郭睿陈华枝庄天艺熊翠玲郑燕珍付中民陈恒陈大福福建农林大学蜂学学院福州350002

意大利蜜蜂(简称意蜂)是自然界重要的授粉昆虫,广泛用于世界各国的养蜂生产,具有很高的生态和经济价值。为了开发意蜂的SSR分子标记,利用MISA软件对基于前期获得的意蜂幼虫肠道转录组数据组装得到的12 115条unigenes进行搜索,共预测出... 详细信息

意大利蜜蜂(简称意蜂)是自然界重要的授粉昆虫,广泛用于世界各国的养蜂生产,具有很高的生态和经济价值。为了开发意蜂的SSR分子标记,利用MISA软件对基于前期获得的意蜂幼虫肠道转录组数据组装得到的12 115条unigenes进行搜索,共预测出分布于2 149条unigenes的6 312个SSR位点,其中主要的重复类型为二核苷酸重复(54.42%)和三核苷酸重复(32.49%),主要基元为AT/AT(31.2%)和AG/CT(18.6%)。进一步利用软件设计出18 444对特异性引物,随机选取24对引物对国内3个不同来源的意蜂幼虫样品进行SSR位点扩增,有22对成功扩增出目的片段。研究开发出的SSR分子标记可用于意蜂的种群遗传和分子进化等研究,结果表明利用转录组数据鉴定非模式生物SSR位点的方法可行且高效。

关键词：转录组意大利蜜蜂 SSR 特异性引物

中华蜜蜂幼虫肠道响应球囊菌胁迫的microRNA应答分析

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微生物学报 2019年第9期59卷 1747-1764页

作者：杜宇童新宇周丁丁陈大福熊翠玲郑燕珍徐国钧王海朋陈华枝郭意龙隆琦郭睿福建农林大学蜂学学院

【目的】蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis,简称球囊菌)是一种能够侵染中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)幼虫的致死性真菌病原。微小RNA(microRNA,miRNA)可通过在转录后水平靶向抑制或降解mRNA而参与宿主与病原互作过程。本研究旨在... 详细信息

【目的】蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis,简称球囊菌)是一种能够侵染中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)幼虫的致死性真菌病原。微小RNA(microRNA,miRNA)可通过在转录后水平靶向抑制或降解mRNA而参与宿主与病原互作过程。本研究旨在对球囊菌胁迫的中蜂6日龄幼虫肠道的差异表达miRNA(DEmiRNA)及其靶基因进行深入分析,进而揭示DEmiRNA在中蜂响应球囊菌胁迫应答过程中的作用。【方法】利用Illumina MiSeq平台对正常及球囊菌胁迫的中蜂6日龄幼虫肠道(AcCK和AcT)进行测序,通过相关生物信息学软件预测DEmiRNA及其靶基因。通过Blast将靶基因注释到GO和KEGG数据库。利用Cytoscape软件构建DEmiRNA与其靶mRNA的调控网络。通过Stem-loop RT-PCR和qPCR验证测序数据的可靠性。【结果】本研究共预测出537个miRNA,其长度分布介于16–35 nt之间,且不同长度的miRNA首位碱基偏向性差异明显。通过Stem-loop RT-PCR证实了10个novel miRNA的表达。AcCK vs AcT比较组共有54个DEmiRNA,包含31个上调和23个下调miRNA,可分别靶向结合6170和8199个靶基因。GO分类结果显示上调和下调miRNA的靶基因分别涉及47和47个条目,富集基因数最多的皆为结合细胞进程和催化活性。KEGG代谢通路(pathway)富集分析结果表明上调和下调miRNA的靶基因分别富集在134和126条pathway,富集基因数最多的均为内吞作用和内质网中的蛋白质加工。调控网络分析结果表明,DEmiRNA及其靶mRNA形成十分复杂的调控关系;31个DEmiRNA可靶向结合51个与泛素介导的蛋白水解相关的mRNA,18个DEmiRNA可靶向结合14个与Jak-STAT信号通路相关的mRNA;miR-1277-x、miR-26-x、miR-27-y、miR-30-x、miR-6052-x等16个miRNA共同参与了上述两条免疫通路的调控。最后,随机挑选3个DEmiRNA进行qPCR验证,结果证明了测序数据的可靠性。【结论】本研究提供了中蜂幼虫肠道在球囊菌胁迫后期的miRNA的表达谱和差异表达信息,揭示了球囊菌与宿主之间在miRNA组学水平存在复杂的互作。miR-6052-x和miR-1277-x作为调控网络的核心可能通过影响细胞凋亡参与宿主的免疫防御,miR-26-x和miR-30-x可能通过调控Jak-STAT信号通路参与宿主的胁迫应答。本研究筛选出的关键DEmiRNA有望作为治疗白垩病的分子靶标。

关键词：中华蜜蜂幼虫球囊菌 microRNA 靶基因调控网络

蜜蜂球囊菌菌丝和孢子中长链非编码RNA的比较及潜在功能分析

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中国农业科学 2021年第2期54卷 435-448页

作者：陈华枝王杰祝智威蒋海宾范元婵范小雪万洁琦卢家轩郑燕珍付中民徐国钧陈大福郭睿福建农林大学动物科学学院(蜂学学院) 福建农林大学蜂疗研究所福建农林大学蜂产品加工与应用教育部工程研究中心

【背景】蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis,简称球囊菌)是一种专性侵染蜜蜂幼虫的真菌病原,可引起成年蜜蜂数量和蜂群群势的急剧下降。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类新近发现的非编码RNA,在表观遗传、细胞周期、剂量补... 详细信息

【背景】蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis,简称球囊菌)是一种专性侵染蜜蜂幼虫的真菌病原,可引起成年蜜蜂数量和蜂群群势的急剧下降。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类新近发现的非编码RNA,在表观遗传、细胞周期、剂量补偿等众多生命活动中发挥重要生物学功能。【目的】明确球囊菌菌丝和孢子中lncRNA的数量、种类和表达谱差异,并探究共有lncRNA、特有lncRNA和差异表达lncRNA(differentially expressed lncRNA,DElncRNA)在菌丝与孢子中的潜在功能。【方法】利用基于链特异性建库的lncRNA-seq技术对球囊菌的纯化菌丝(AaM)和纯化孢子(AaS)分别进行测序。根据FPKM(Fragment Per Kilobase of per Million mapped reads)法计算lncRNA在AaM和AaS中的表达水平。通过Venn分析筛选AaM与AaS的共有lncRNA和特有lncRNA。按照P≤0.05且|log2 fold change|≥1的标准筛选AaM vs AaS比较组中的DElncRNA。通过Blast工具将共有lncRNA、特有lncRNA和DElncRNA的上下游基因比对GO和KEGG数据库,以进行功能及通路注释。根据靶向结合关系构建共有lncRNA、特有lncRNA和DElncRNA的竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)调控网络并利用Cytoscape软件进行可视化。利用RT-qPCR验证测序数据的可靠性。【结果】AaM和AaS分别测得108 614 646和105 675 408条原始读段(raw reads),经严格过滤得到107 780 032和104 621 402条有效读段(clean reads),Q20分别为98.76%和98.72%,Q30分别达到95.84%和95.78%。共鉴定到850个lncRNA。AaM和AaS的共有lncRNA为701个,二者的特有lncRNA分别为39和110个。上述共有lncRNA通过顺式作用调控3 992个上下游基因,它们涉及细胞进程、代谢进程和催化活性等42个功能条目,以及代谢途径、次生代谢物的生物合成和抗生素的生物合成等117条通路;AaM的特有lncRNA和AaS的特有lncRNA通过顺式作用分别调控243和672个上下游基因。AaM vs AaS比较组包含的255个DElncRNA通过顺式作用调控1 479个上下游基因,它们涉及代谢进程、细胞进程和催化活性等41个功能条目,以及代谢途径、次生代谢产物的生物合成和抗生素的生物合成等107条通路。从共有lncRNA、孢子特有lncRNA和DElncRNA中分别预测到41、5和13个微小RNA(microRNA,miRNA)的前体序列。调控网络分析结果显示,菌丝lncRNA、孢子lncRNA形成较为复杂的ceRNA调控网络;菌丝lncRNA可靶向结合8个miRNA,进而调控77个mRNA;孢子lncRNA可靶向结合7个miRNA,进而调控87个mRNA;2个DElncRNA(TCONS00008630与TCONS00009302)可靶向结合miR-4968-y,进而调控10个mRNA。RT-qPCR验证结果显示4个DElncRNA的差异表达趋势与测序结果一致,表明测序数据真实可靠。【结论】共有lncRNA、特有lncRNA和DElncRNA可能通过调控上下游基因的表达,作为miRNA的前体,以及充当ceRNA影响菌丝和孢子的物质和能量代谢、自噬、转录、MAPK信号通路、泛素介导的蛋白水解、蛋白酶体以及次生代谢产物的生物合成等生物学过程,从而调节球囊菌的生长、发育、生殖和致病性。

关键词：蜜蜂球囊菌长链非编码RNA 菌丝孢子竞争性内源RNA